ฟอสซิลสมองที่พบในสิ่งมีชีวิตที่เหมือนแมลง

คราบดำที่พบในซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์ที่มีอายุประมาณ 500 ล้านปีอาจถูกเก็บรักษาไว้อย่างสวยงามเนื้อเยื่อสมองที่สมมาตร การค้นพบซากดึกดำบรรพ์นั้นอาจช่วยให้เกิดการโต้เถียงทางวิทยาศาสตร์ที่รุนแรงต่อการพักผ่อนได้ - คำถามที่ว่าสมองสามารถฟอสซิลได้หรือไม่

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเครื่องหมายรอยด่างเหล่านี้ในฟอสซิลของสัตว์ขาปล้อง Alalcomenaeus, สัตว์ที่มีไฟลัมร่วมกับแมลงแมงมุมและครัสเตเชีย สัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่ในยุค Cambrian ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างประมาณ 543 ล้านถึง 490 ล้านปีก่อนและมีโครงกระดูกภายนอกที่แข็งแรงซึ่งฟอสซิลได้เป็นอย่างดี แต่เนื้อเยื่ออ่อนของสมองและเส้นประสาทของสิ่งมีชีวิตมักจะสลายตัวและหายไปจากบันทึกฟอสซิล

ตอนนี้การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ 11 ธันวาคมในวารสาร Proceedings ของ Royal Society B ไม่ได้อธิบายเพียงอย่างเดียว Alalcomenaeus ซากดึกดำบรรพ์สมบูรณ์ไปด้วยสมองและส่วนที่เหลือทั้งหมด

"สิ่งที่เรากำลังเผชิญกับบันทึกซากดึกดำบรรพ์เป็นกรณีพิเศษนี่ไม่ใช่เรื่องธรรมดา - นี่เป็นสิ่งที่หายากสุด ๆ " Javier Ortega-Hernándezผู้เขียนร่วมกล่าวว่านักบรรพชีวินวิทยาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ สัตววิทยา. ก่อนหน้านี้นักบรรพชีวินวิทยาได้ระบุเพียงคนเดียว Alalcomenaeus ตัวอย่างคิดว่าจะมีเนื้อเยื่อประสาท แต่การค้นพบก็พบกับความสงสัย ด้วยตัวอย่างอีกสองชิ้นที่อยู่ในมือขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถมั่นใจได้ว่าในความเป็นจริงแล้วเนื้อเยื่อประสาทสามารถถูกฟอสซิลและพบได้ในซากดึกดำบรรพ์แคมเบรียอาร์โทรพอดที่มีความพิเศษ

การถกเถียงกันมานาน

นอกจาก Ortega-Hernándezและทีมของเขามีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่รายงานการค้นพบเนื้อเยื่อประสาทในสัตว์ขาปล้องประจำเดือน Cambrian ในบทความปี 2555 นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายหลักฐานแรกของสมองสัตว์จำพวกฟอสซิลในสัตว์เล็ก ๆ ที่เรียกว่า Fuxianhuia protensa. แม้ว่าจะครอบคลุมในสื่ออย่างกว้างขวาง แต่รายงานก็ดึงดูดนักวิจารณ์

"พวกเขากล่าวว่า 'ไร้สาระมากไร้สาระ' 'นิโคลัสสเตรเฟลด์ศาสตราจารย์ผู้สำเร็จราชการในภาควิชาประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัยแอริโซนาและผู้เขียนร่วมของการศึกษาปี 2555 รวมถึงคุณสมบัติอื่น ๆ ของสมองใน รพ นักบรรพชีวินวิทยาบางคนแย้งว่าตามความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีการสลายตัวของสัตว์ตัวอย่าง Strausfeld และคนอื่น ๆ ที่ขุดพบไม่สามารถมีเนื้อเยื่อประสาทได้ Strausfeld กล่าว บางคนคิดว่าคราบสมองจะต้องเป็นพยาธิใบไม้หรือซากดึกดำบรรพ์ที่รู้จักกันในชื่อไบโอฟิล์ม

แต่ตอนนี้การศึกษาใหม่โดย Ortega-Hernándezและเพื่อนร่วมงานของเขาทำหน้าที่เป็น "การตรวจสอบที่น่าพอใจของงานก่อนหน้านี้" Strausfeld บอกวิทยาศาสตร์สด “ เขาต้องพักการคัดค้านมากมายจากผู้คน”

ในการศึกษาของพวกเขา Ortega-Hernándezและผู้เขียนร่วมของเขาได้ค้นพบสิ่งใหม่ Alalcomenaeus ซากดึกดำบรรพ์ที่ถูกฝังอยู่ในรัฐยูทาห์ในบริเวณที่เรียกว่าธรณีวิทยาของอเมริกา ผู้เขียนได้สังเกตเห็นคราบสมมาตรตามแนวกึ่งกลางของสิ่งมีชีวิตซึ่งคล้ายกับโครงสร้างของระบบประสาทที่พบในสัตว์ขาปล้องบางชนิดรวมถึงปูเกือกม้าแมงมุมและแมงป่อง “ ระบบประสาทและชนิดของลำไส้ที่ข้ามซึ่งกันและกันเป็นเรื่องตลก แต่พบได้บ่อยในสัตว์ขาปล้องในปัจจุบัน” ออร์เตกา - เฮอร์นานเดซกล่าวกับ Live Science

คราบยังมีระดับคาร์บอนที่ตรวจพบซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในเนื้อเยื่อประสาท รอยต่อสีดำยังเสียบเข้ากับดวงตาทั้งสี่ของสัตว์ตามที่คาดไว้สำหรับเนื้อเยื่อของระบบประสาท เมื่อตรวจสอบเกณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้แล้ว Ortega-Hernándezกล่าวว่าเขาสามารถรายงานการค้นพบเนื้อเยื่อประสาทที่เกิดจากฟอสซิลในตัวอย่างที่เพิ่งค้นพบได้อย่างมั่นใจ

แต่เพื่อตรวจสอบสิ่งที่ค้นพบอีกครั้งผู้เขียนก็ตรวจสอบอีกครั้งหนึ่ง Alalcomenaeus ฟอสซิลจาก American Great Basin เดิมขุดขึ้นในปี 1990 ชิ้นงานมีรอยเปื้อนและร่องรอยคาร์บอนคล้ายกับฟอสซิลที่ค้นพบใหม่ ยิ่งไปกว่านั้นฟอสซิลที่ยิ่งใหญ่ทั้งสองยังจับคู่คำอธิบายของตัวอย่างอื่นที่ Strausfeld พบในประเทศจีน ซากดึกดำบรรพ์ทั้งสามถูกพบว่าถูกฝังอยู่ในแหล่งสะสมที่คล้ายกันซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการเก็บรักษาที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้สมองของพวกเขาทั้งหมดกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ Ortega-Hernándezกล่าว

Counterarguments

แม้ว่า Ortega-Hernándezและเพื่อนร่วมงานของเขาได้ตรวจสอบและตรวจสอบการทำงานของพวกเขาอีกครั้ง แต่ผู้เขียน "โดยทั่วไปจะต้องระมัดระวังเกี่ยวกับการอ้างว่าได้พบสมองฟอสซิลที่แท้จริง" Jianni Liu ศาสตราจารย์แห่งสถาบันชีวิตแห่งแรกในภาควิชาธรณีวิทยา มหาวิทยาลัย Northwest ในซีอานประเทศจีนบอก Live Science ทางอีเมล หลิวระบุว่าคราบ blobby ที่เห็นในซากดึกดำบรรพ์ Cambrian อาจเป็น "ผลแบบสุ่มเล็กน้อยของกระบวนการสลาย" แทนที่จะเป็นเศษสมอง

ในการศึกษาปี 2018 หลิวและเพื่อนร่วมงานของเธอได้ตรวจตัวอย่างฟอสซิล 800 ตัวอย่างและพบว่าเกือบ 10% มีคราบสกปรกในบริเวณหัว ผู้เขียนตรวจสอบการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการสลายตัวของสัตว์และพบว่าเนื้อเยื่อประสาทมีแนวโน้มที่จะสลายอย่างรวดเร็ว แต่แบคทีเรียในลำไส้สามารถติดอยู่รอบ ๆ และ "ผลิตแผ่นชีวะที่เรียกว่า biofilms เหล่านี้ซึ่งแผ่รังสีออกมา

นักบรรพชีวินวิทยาหลายคนรวมถึงสเตราเฟลด์ชี้ให้เห็นว่าหลิวล้มเหลวในการตรวจสอบซากดึกดำบรรพ์ที่มีรายงานว่ามีเนื้อเยื่อสมองและการขาดหลักฐานหลักบ่งชี้ว่าเป็น "ข้อบกพร่องหลัก" ในการศึกษาของเธอ ยิ่งไปกว่านั้นชิ้นงานที่ Liu ได้ทำการตรวจสอบมีคราบอสมมาตรแทนที่จะเป็นแบบสมมาตรซึ่งหมายความว่าพวกมันจะไม่ถูกตีความว่าเป็นเนื้อเยื่อสมองอย่างไรก็ตาม Strausfeld กล่าว

นอกจากนี้การศึกษาการสลายตัวมักจะวัดการสลายตัวของเนื้อเยื่อในน้ำในขณะที่ฟอสซิลที่ฝังอยู่นั้นมีปฏิสัมพันธ์กับสารเคมีจำนวนมากที่มีอยู่ในตะกอนรอบตัวพวกเขา Ortega-Hernándezกล่าว ยกตัวอย่างเช่นงานวิจัยบางชิ้นชี้ให้เห็นว่าการผสมผสานระหว่างดินเหนียวและน้ำกระโดดเริ่มกระบวนการ“ ฟอกหนังเคมี” ที่ทำให้เนื้อเยื่ออ่อนในร่างกายเหนียวขึ้นคล้ายกับวิธีที่สารเคมีบางชนิดสามารถแปลงหนังวัวอ่อนนุ่มให้กลายเป็นหนังได้” Ortega-Hernándezกล่าว

ต้องทำงานมากกว่านี้เพื่ออธิบายบทบาทของตะกอนในการเก็บรักษาฟอสซิล แต่ ณ ตอนนี้มีหลักฐานเพียงพอที่ชี้ให้เห็นว่าอาร์โทรพอดยังคงอยู่ภายใต้ความกดดันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป Strausfeld กล่าว สมองและเส้นประสาทในสัตว์แบนในกระบวนการและเนื่องจากเนื้อเยื่อประสาทมีไขมันจำนวนมากโครงสร้างขับไล่น้ำและ "มีความต้านทานต่อการสลายตัว" เขากล่าว

แม้จะมีหลักฐานในความโปรดปรานของพวกเขา Ortega-Hernández, Strausfeld และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาอาจต้องขุดสมอง arthropod จำนวนมากขึ้นเพื่อโน้มน้าวใจชาวต่างชาติว่าสมองโบราณสามารถฟอสซิล

“ เราขอขอบคุณความพยายามของผู้เขียนในการพิสูจน์ผลลัพธ์ของพวกเขาว่าเป็นเนื้อเยื่อประสาทแท้ ๆ แต่ก็ยังสงสัยในขณะที่ข้อมูลมาจากฟอสซิลเพียงสองชนิดเท่านั้น” Liu กล่าว "ข้อมูลใหม่ยินดีต้อนรับเสมอ แต่อย่างที่เราได้กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้เราจะมีความมั่นใจมากขึ้นหากลักษณะทางกายวิภาคปรากฏในรูปแบบที่สอดคล้องกันในตัวอย่างหลาย ๆ ชิ้นอย่างอิสระ"